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《大设计》| 柴知道解读 关于作者 斯蒂芬·霍金，当代最知名、最活跃的物理学家，曾任剑桥大学卢卡斯数学教授。 列纳德·蒙洛迪诺，美国物理学家，曾与霍金合著《时间简史（普及版）》，同时也是《星际迷航》电影的编剧。 关于本书 《大设计》是霍金继《时间简史》《果壳中的宇宙》后的又一部科普力作，在推出后就占据了纽约时报畅销书排行榜首位。本书不光涉及到了科学知识，还从科学角度出发，介绍了霍金自己独特的哲学观。 核心内容 霍金认为：“哲学死了，哲学跟不上科学的发展步伐了。”在《大设计》一书中，霍金通过对当代科学，尤其是物理学前沿知识的介绍，引出了自己的哲学观——“依赖模型的实在论”，认为这是人类认识世界的唯一方法。 点击查看大图，保存到手机，也可以分享到朋友圈 一、哲学上的“实在论”并不可靠 霍金认为，无论是量子力学还是脑科学的发展，都已经证明了哲学中的“实在论”是不可靠的，我们所观测到的一切，都不能算作是真正的“客观实在”。 1. 量子理论不支持“实在论” 在量子理论中，观测行为会对观测对象造成干扰，因此我们永远无法同时精确地测定一个粒子的位置和速度。或者说，粒子根本就没有什么位置和速度。这就打破了人们日常经验中的“实在论”。 【案例】 当光照射到一个南瓜上时，并不会对南瓜的性质造成影响。但如果我们用光子打到电子、中子这样微小的粒子上，就一定会对它们造成干扰，而且这种干扰在理论层面是不可消除的。 2. 脑科学不支持“实在论” 人类的认知受到大脑结构的影响。大脑相当于一个“透镜”，会对现实世界进行建模，我们所看到的观测结构，都是大脑所呈现出的模型而已。 【案例】 人的眼睛结构中，在视觉神经连接视网膜的地方，有一个没有感光细胞的盲点。所以一只眼睛所接受到的视觉信号传递到大脑时，中间应该有个洞。但人类的大脑有极强的运算能力，能对接收到的图像进行处理和优化，因此我们看到的图像才是完整的。 二、“依赖模型的实在论” 霍金认为，人类只能通过“依赖模型的实在论”来认识世界，所有的“客观实在”都建立在理论模型的基础之上。 1. 什么是“依赖模型的实在论” 我们不必去追问一个模型是否真实，只要它能够帮助我们理解世界即可。金鱼眼中的图像跟人类眼中的图像同样真实，两套不同的理论模型也同样管用，我们只要根据需求，哪个方便用哪个就行了。这就是“依赖模型的实在论”。 2. 人类对客观事物的认知是随着模型的变化而变化的 随着模型的变化，人们对同一事物的认知也不同。即使是同一个事物，在不同的模型中也会表现出不同的性质。 【案例】 在不同的模型中，光会展现出不同的性质：时而具有波的性质，时而具有粒子的性质。我们无法判断光的本质到底是波还是粒子，只能说在不同的模型中，光的表现性质不同，因此光具有“波粒二象性”。 三、“M 理论”可能成为人类认识世界的终极模型 万物理论必须能描述四种基本力，并且解决广义相对论和量子理论之间的冲突。霍金认为，由弦理论而发展出的“M 理论”，可能具备成为万物理论的潜质。 1. “标准模型”理论无法成为万物理论 当代物理学研究发现，自然界有引力、电磁力、强核力、弱核力四种基本力，标准模型可以涵盖其中三种，但却无法描述引力。此外，当代物理学的两大支柱——广义相对论和量子理论，是存在冲突的，标准模型也无法解决这一冲突。 2. “M 理论”具备成为万物理论的潜质 M 理论是弦理论的延伸。在弦理论中，物质的基本组成元素不是粒子，而是一根根震动的弦。科学家们发现，至少有5种不同的弦理论都同时成立，这些弦理论可能只是“M 理论”的不同表现方式而已。弦理论可以结合广义相对论和量子理论，具备成为万物理论的潜质。 【案例】 在M理论中，宇宙时空是11维的，其中3个空间维和1个时间维是展开的，其他维度都紧紧地蜷缩了起来。此外，M 理论中不光有一维的弦，还有点状粒子、三维块状物和更高维度的物体。这些理论模型都会再一次颠覆我们对宇宙的认知。 金句 1. 霍金在本书的开篇中说，“哲学死了。哲学跟不上科学，特别是物理学现代发展的步伐了。在我们探索知识的旅程中，科学家已成为火炬手。” 2. 在“实在论”看来，我们的观察行为，绝不会影响到世界的本质。但根据“不确定性原理”，观测者和被观测者之间，不再是隔绝开的，而是密不可分的，主客体之间的界限消失了。 3. 霍金认为，人类的认知，是受到大脑结构的影响的。我们的大脑相当于一个“透镜”，会对现实世界进行建模。我们所谓的各种观测结果，都只是大脑呈现的一个模型而已。 4. 人类对于各种客观事物的认知，本来就是随着模型的改变而改变的。即使是同样的事物，在不同的模型中也会表现展现出完全不同的特征。 5. 在“依赖模型的实在论”中，所有的客观实在，都必须依赖于模型才能存在。脱离模型谈实在，是没有意义的。 撰稿：柴知道 脑图：摩西
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